Занимательная геохимия. Химия земли - Александр Евгеньевич Ферсман

Но что же такое геохимия? Что представляет собой эта новая наука, привлекшая за последние годы так много исследователей?

Как показывает ее название, геохимия изучает химические процессы, происходящие в самой земле.

Химические элементы как самостоятельные единицы природы перемещаются, странствуют, соединяются — словом, как мы говорим, мигрируют в земной коре; законы сочетаний элементов и минералов при различных давлениях и температурах в разных участках земной коры, законы участия элементов в построении почвы, горных пород и живого вещества и законы использования вещества самим человеком и представляют те проблемы, которыми занимается современная геохимия.

Некоторые химические элементы (например, скандий, гафний) не обладают способностью образовывать скопления и иногда настолько рассеяны, что в породе находится лишь стомиллионная доля процента определенного химического элемента.

Такие элементы можно было бы назвать сверхрассеянными, и их мы добываем только в том случае, если они представляют какую-либо особую ценность для практики.

Сейчас мы предполагаем, что в каждом кубическом метре любой горной породы можно найти все элементы менделеевской таблицы, если только наши методы анализа будут достаточно совершенны. Не надо забывать, что новые методы в истории науки имеют еще большее значение, чем новые теории.

Другие элементы (например, свинец, железо), наоборот, в своих постоянных перемещениях имеют как бы ряд остановок, образуя такие соединения, в которых они легко накапливаются, долго сохраняются и, независимо от сложных изменений земной коры в ее геологической истории, сохраняют формы скоплений, образуют крупные концентрации и оказываются доступными для промышленного использования.

Геохимия изучает законы распределения и миграции химических элементов не только в мироздании в целом, но и в определенных геологических условиях, в определенных районах нашей страны, намечая пути для поисков и разведок полезных ископаемых.

Таким образом, глубокие теоретические установки современной геохимии все ближе и ближе смыкаются с проблемами практики, и геохимия стремится на основании ряда общих положений показать, где может встречаться какой-либо химический элемент, где и при каких условиях можно встретить скопления, например, ванадия или вольфрама, какие металлы «охотнее» находятся вместе, как, например, барий и калий, какие будут «избегать» друг друга, как, например, теллур и тантал.

Геохимия изучает поведение каждого элемента, но, чтобы судить об этом поведении, она должна хорошо знать свойства элемента, его своеобразие, склонность соединяться с другими элементами или, наоборот, отделяться от них.

Геохимик, таким образом, превращается в поисковика-разведчика, он подсказывает те места земной коры, где можно найти железные и марганцевые руды, сообщает, где среди змеевиков можно найти месторождения платины, и объясняет — почему; он направляет геологов на поиски мышьяка и сурьмы в молодых геологических породах и горных хребтах и предскажет неудачу, если будут искать эти металлы там, где условия для их концентрации отсутствуют.

Но все это возможно, когда хорошо изучено «поведение» химического элемента, точно так же, как, изучив поведение человека в жизни, можно не только учесть все его поступки, но можно предсказать, как он будет себя вести при различных обстоятельствах.

Вот в чем заключается огромное практическое значение этой новой науки!

Таким образом, геохимия идет рука об руку с геологическими и химическими науками.

* * *

Я не хочу затруднять вас массой фактов, примеров, расчетов и не берусь научить вас всем премудростям геохимии. Нет, я хочу только, чтобы вы увлеклись этой новой наукой, родившейся совсем недавно, чтобы вы сами убедились из отдельных очерков странствований элементов по всему миру, что геохимия — еще молодая наука, что перед ней открываются широчайшие перспективы в будущем, но что это будущее она должна завоевать.

В мире научных идей, как и всюду в жизни, не сразу побеждают прогресс и истина: нужна борьба за них, мобилизация всех сил, нужна большая целеустремленность и энергия, большая уверенность в своей правоте и вера в победу.

Побеждает не отвлеченная, бесплодная, неактивная мысль, а только мысль боевая, горящая огнем новых исканий, мысль, тесно спаянная с самой жизнью и ее задачами.

Необъятное поле для исследований лежит перед химиками земли в нашей стране.

Нам нужно еще огромное количество фактов, и они нам нужны, по словам великого русского ученого Ивана Петровича Павлова, так же, как нужен воздух, чтобы поддерживать крылья птицы.

Но птица и самолет держатся в воздухе не только воздушной стихией, а прежде всего своим собственным движением вперед и выше.

Этим же движением вперед и выше держится всякая наука, она держится упорной творческой работой, огнем смелых исканий, соединенных одновременно с холодным и трезвым анализом своих достижений.

Мы неминуемо идем к полному вовлечению в промышленность всех химических элементов, и даже искусственно получаемых[3].

Поэтому современное значение геохимических исследований по распределению химических элементов в земной коре еще более возрастает.

Оно обязывает нас искать законы этого распределения, и у нас имеются к тому все возможности.

К молодым кадрам призыв — вперед, за освоение недр нашей Родины!

Мир невидимого. Атом и химический элемент

Дайте руку, читатель. Я поведу вас в мир малых величин, которых в обыденной жизни мы не замечаем. Вот лаборатория уменьшений и увеличений. Зайдем в нее. Нас уже ждут: этот еще не старый человек в рабочем костюме, такой обыкновенный на вид, — знаменитый изобретатель. Послушаем его.

«Зайдемте в кабину, — она сделана из материала, проницаемого для лучей любой длины волны. Я поверну рычаг вправо, и мы начнем уменьшаться. Процесс уменьшения, не очень приятный, идет точно по секундомеру, за каждые четыре минуты мы уменьшаемся в тысячу раз. Мы остановимся через четыре минуты, выйдем из кабины и увидим окружающий мир таким, каким он виден в лучшие микроскопы. Затем вернемся в кабину и испытаем уменьшение еще в тысячу раз».

Итак, мы повернули рычаг…

Наш рост уменьшился, мы стали величиной с муравья… Мы иначе стали слышать, так как наше ухо перестало реагировать на воздушные волны… Лишь какие-то шумы, гудение, треск и шелесты доходят до нашего сознания. Но способность видеть осталась, так как в природе существуют рентгеновские лучи с длиной волны в тысячу раз меньшей, чем световые. Мы вышли из кабины уменьшенными в тысячу раз… Вид предметов изменился неожиданным образом: большинство тел стали очень прозрачными, и даже металлы превратились в ярко окрашенные, похожие на цветные стекла тела… Но зато стекло, смола, янтарь потемнели и стали походить на металлы.

Мы видим клетки растений, заполненные пульсирующим соком и зернами крахмала, и, при желании, можем просунуть руку в устьице листа; в капле крови плавают кровяные тельца величиной с копейку, бактерии